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不安定な動作からの転倒回避の学習過程における冗長性制御戦略の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H03343
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分59030:体育および身体教育学関連
研究機関京都大学

研究代表者

神崎 素樹  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (30313167)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
キーワード運動制御 / 運動適応 / 筋シナジー / 相転移 / ステップ課題 / 表面筋電図 / 運動学習 / 立位動作 / またぎ動作 / 姿勢制御 / 障害物 / 不安定動作 / 仮想環境下
研究開始時の研究の概要

本研究は、不安定な動作からの転倒回避の学習過程における筋シナジーに着目した。また、ヒトの基本的で特徴的な動作と言える二足立位動作および歩行動作に関する運動学習に焦点を当てた。
本研究の目的は、筋シナジーの観点から(1)立位から歩行動作移行期の転倒回避動作に関する学習過程を検討すること、(2)より不安定な姿勢から歩行動作への移行に関する運動学習の効果を検討すること、(3)立位および歩行動作の不安定な高齢者に関して、不安定な動作からの転倒回避の運動学習の効果を検討する。
これら検討から、立位から歩行動作への移行期の不安定な動作からの転倒回避の学習過程における筋シナジーの構築を明らかにすることである。

研究成果の概要

立位姿勢から歩行動作への移行期の不安定な動作からの転倒回避に関する運動制御則を明らかにするために、1)静止立位中に様々な方向へのステップ動作、2)高さの異なる跨ぎ動作の下肢筋の適応過程を検討した。1)ステップ動作において方向により筋シナジーの重みが異なった。前方向に関してつま先の座標に視覚回転外乱を与えたところ、筋シナジーの活動を調節することで下肢の動作の適応が観察された。2)筋シナジーの活動度によりまたぎ動作の高さを制御していることが観察された。本研究により、立位動作から歩行動作への移行期の動作は、筋シナジーにより簡略化され、動作の適応に筋シナジーが関与していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢者の生活の質を損なう転倒は、歩行中のつまずきが原因とされている。歩行中のつまずきには、定常状態ではなく、歩行動作の相転移時の不安定動作に関連していると考えられるが、不安定動作時に関する歩行動作の研究は皆無であった。本研究は、立位から歩行への移行、歩行から障害物回避作への移行という不安定な歩行動作に着目した。これら本研究の検討により、不安定な歩行時の筋の協調構造およびその適応過程を明確になり、運動制御、神経生理学、ロボット工学の分野の研究が飛躍的に向上するという学術的意義がある。さらに、その知見を基に高齢者の転倒防止に関する提言を行うことが可能になるという大きな社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Anticipatory postural control in adaptation of goal-directed lower extremity movements2024

    • 著者名/発表者名
      Moriyama Mai、Kouzaki Motoki、Hagio Shota
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-024-54672-y

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visuomotor adaptation of lower extremity movements during virtual ball-kicking task2022

    • 著者名/発表者名
      Moriyama M, Kouzaki M} Hagio S
    • 雑誌名

      Frontiers in Sports and Active Living

      巻: 4 ページ: 883656-883656

    • DOI

      10.3389/fspor.2022.883656

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 月面低重力下で見られるホッピング動作の運動適応2024

    • 著者名/発表者名
      原口朝妃, 萩生翔大, 神﨑素樹
    • 学会等名
      京都大学宇宙総合学研究ユニット第17回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 複数肢での到達課題における手足の移動距離に応じた運動協調2024

    • 著者名/発表者名
      犬走渚, 萩生翔大, 神﨑素樹
    • 学会等名
      第153回京都滋賀体育学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Sensorimotor learning of whole-body goal-directed movements with upper and lower extremities2023

    • 著者名/発表者名
      Inubashiri N, Hagio S, Kouzaki M
    • 学会等名
      29th Congress of International Society of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of standing posture depends on adaptation of goal-directed lower extremity movements2023

    • 著者名/発表者名
      Moriyama M, Kouzaki M, Hagio S
    • 学会等名
      29th Congress of International Society of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 下肢を用いた目標指向運動の適応における予測的な立位姿勢制御2023

    • 著者名/発表者名
      森山真衣, 神﨑素樹, 萩生翔大
    • 学会等名
      第5回慧ひろば
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 体重免荷による低重力環境への目標指向的な立位姿勢制御の適応2023

    • 著者名/発表者名
      原口朝妃, 萩生翔大, 神﨑素樹
    • 学会等名
      第17回モーターコントロール研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 転倒リスクの大きさが二足立位での目標指向型運動に与える影響の検討2023

    • 著者名/発表者名
      藤村泰成, 萩生翔大, 神﨑素樹
    • 学会等名
      第17回モーターコントロール研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 転倒リスクの大きさに応じた二足立位での目標指向型運動の制御2023

    • 著者名/発表者名
      藤村泰成, 萩生翔大, 神﨑素樹
    • 学会等名
      第73回日本体育学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] フットボール経験者と未経験者におけるボールキック動作の視覚運動適応2021

    • 著者名/発表者名
      森山真衣、神崎素樹、萩生翔大
    • 学会等名
      第15回モーターコントロール研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 転倒リスクが目標指向型の二足立位の制御に与える影響の解明2021

    • 著者名/発表者名
      藤村泰成、萩生翔大、神崎素樹
    • 学会等名
      第151回京都滋賀体育学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新奇な運動技能課題における複数の関節運動の学習過程2021

    • 著者名/発表者名
      犬走渚、萩生翔大、神崎素樹
    • 学会等名
      第151回京都滋賀体育学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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